熔化和凝固(基础)

【学习目标】

1.知道物质的三种状态,固态、液态、气态,能描述三种物态的基本特征;

2.知道熔化过程要吸热,凝固过程要放热;

3.知道晶体和非晶体的区别;

4.理解晶体的熔点和凝固点;

5.掌握熔化和凝固过程的温度时间图像;

6.通过探究活动,使学生了解图象是一种比较直观的表示物理量变化的方法。

【要点梳理】

要点一、物态变化

1、物态变化:物质各种状态间的变化叫做物态变化。

2、水的三种状态及三种状态间的转化:

状态

形状、体积的

固态(冰)

有固定的形状,很难被压缩

液态(水)

没有固定的形状,很难被压缩

气态(水蒸气)

没有固定的形状,容易被压缩

要点诠释:

1、固态、液态、气态是物质常见的三种状态,在常温下呈现固态的物体一般称固体,如:钢铁、食盐等;在常温下呈现液态的物质,一般称为液体,如:水、酒精等;在常温下呈现气态的物质,一般称为气体,如:氧气、二氧化碳等。

2、自然界中的物质通常情况下都有三种状态,如:常温下铁是固态,加热至1535℃时变成液态;加热至2750℃时,变成气态。

要点二、熔化和凝固

1、熔化:物质从固态变成液态的过程叫熔化,熔化要吸热。

2、凝固:物质从液态变成固态的过程叫凝固,凝固要放热。

3、【高清课堂:《熔化凝固》】探究固体熔化时温度的变化规律:

(1)实验器材:酒精灯、烧杯、石棉网、试管、温度计、火柴、搅拌器、三脚架、钟表

(2)实验药品:海波(硫代硫酸钠)、松香

(3)实验装置:

沪科版九年级物理课本(暑假九年级沪科版物理)(1)

(4)实验内容:

①观察海波熔化时的现象?

②当温度达到40℃后,每隔半分钟记录一次海波的温度。

③当海波开始熔化后继续加热温度是否升高?如果停止加热还能继续熔化吗?

④用记录的数据描点作图。

(5)表格:

t/min

1

1.5

2

2.5

3

……

t水/℃

t海波/℃

海波状态

(6)海波、松香熔化图象:

沪科版九年级物理课本(暑假九年级沪科版物理)(2)

(7)分析论证:

从描绘出的图象容易看出,海波经过缓慢加热,温度逐渐升高;当温度达到48℃时,海波开始熔化,在熔化过程中,虽然继续加热,但海波的温度保持不变直到全部熔化后,温度才继续上升。

松香的熔化过程则不同。由图象可看出,随着不断加热,松香的温度逐渐升高,在此过程中,蜂蜡由硬变软,最后熔化成液体。

要点诠释:

1、实验开始时烧杯中的水,可用40℃左右的温水,待测物质的温度升到40℃时,开始记录。

2、应选择较细的试管,以增大海波的受热面积,且装入试管中的海波不宜过多。

3、对海波的加热应较缓慢,为此可在烧杯中加一支温度计,用来监测烧杯中水的温度,一般应使试管内、外温度计的示数差保持在2—3℃左右。

要点三、熔点和凝固点
  1. 晶体与非晶体:

(1)晶体:有些固体在熔化过程中不断吸热,温度却保持不变,这类固体有固定的熔化温度。如:冰、海波、各种金属。

(2)非晶体:有些固体在熔化过程中,不断吸热,温度不断上升,没有固定的熔化温度。如:蜡、松香、玻璃、沥青。

2、熔点和凝固点:

(1)熔点:晶体熔化时的温度叫熔点。 (2)凝固点:晶体凝固时的温度,叫凝固点。 要点诠释:

1、有无凝固点是晶体和非晶体的主要区别,同一种晶体的凝固点跟它的熔点相同。

2、晶体熔化的条件是:(1)达到熔点;(2)吸热。

3、晶体和非晶体的区别:

物理过程

晶体

非晶体

熔点和凝固点

没有

熔化过程

吸收热量,温度不变

吸收热量,温度升高

凝固过程

放出热量,温度不变

放出热量,温度降低

熔化条件

温度达到熔点,继续吸热

吸收热量

熔化图象

沪科版九年级物理课本(暑假九年级沪科版物理)(3)

沪科版九年级物理课本(暑假九年级沪科版物理)(4)

凝固图像

沪科版九年级物理课本(暑假九年级沪科版物理)(5)

沪科版九年级物理课本(暑假九年级沪科版物理)(6)

【典型例题】

类型一、熔化和凝固

1.如图是某种晶体熔化时温度随时间变化的图象。由图可知晶体的熔点是(  )

A.40℃ B.44℃ C.48℃ D.52℃

沪科版九年级物理课本(暑假九年级沪科版物理)(7)

【思路点拨】根据晶体熔化的特点,晶体熔化过程中,吸收热量,温度不变,根据图象可知BC段温度不变,是晶体熔化的过程。

【答案】C

【解析】由图知,该物质在熔化过程中,温度保持48℃不变,所以该物质为晶体.并且熔点为48℃.

故选C。

【总结升华】题目考查了晶体熔化的图象,要学会从图象中找出与晶体有关的信息。学会观察分析物质熔化或凝固的图象,关键是掌握晶体的熔化特点:吸热但温度保持不变。

举一反三:【变式1】如图所示,是某种物质熔化时温度随时间变化的图象。根据图象的特征和信息。以下说法中错误的是(  )

A.该物质是晶体 B.该物质的熔点是80℃

C.该物质从开始熔化到完全熔化大约持续了15分钟的时间 D.该物质在熔化过程中是放热的

沪科版九年级物理课本(暑假九年级沪科版物理)(8)

类型二、熔点和凝固点

2.已知酒精、煤油、水银的熔点分别为-117℃、-30℃、-38.5℃。南极的最低气温可达-89.2℃,要测量南极的气温,应该选用(  )

A.酒精温度计 B.煤油温度计 C.水银温度计 D.煤油温度计和水银温度计

【思路点拨】同种晶体的熔点和凝固点相同,由熔点来确定凝固点。液体温度计是利用了液体的热胀冷缩原理制成的,如果当地气温低于温度计中液体的凝固点,温度计中的液体就会凝固,温度计就不能在该地区使用。

【答案】A

【解析】同种晶体熔点和凝固点相同,由此可知酒精、煤油、水银的凝固点分别为-117℃、-30℃、-38.5℃。-89.2℃低于煤油、水银的凝固点-30℃、-38.5℃,此时煤油和水银都变为固态,无法完成温度的测量,而-89.2℃高于-117℃,此时酒精还是液体,能完成温度的测量。

【总结升华】题目联系实际应用考察了同种晶体熔点和凝固点相同,有熔点来确定凝固点并且正确比较零下温度的高低。

举一反三:【变式】(2014•广东中考)晶体在熔化的过程中需要不断从外界   ,温度   ;钨的熔点是3410℃,它的凝固点是  ℃。

【答案】吸热;不变;3410

类型三、熔化吸热和凝固放热

3. (2016•吉安校级一模)以下物态变化过程中温度保持不变的是(  )

A.冰的消融 B.水的汽化

C.钢水变成钢铁 D.点燃的蜡烛变成蜡油

【思路点拨】晶体熔化和凝固时的温度保持不变,非晶体熔化和凝固时温度是变化的,液体在沸腾时的特点:继续吸收热量、温度保持不变。

【答案】A

【解析】A、水在固态、液态、气态三态变化过程中,固态的冰在熔化过程中吸热温度保持不变,B、水在汽化过程中,不断放出热量,温度降低;C、钢水变成钢铁,凝固放出热量,温度降低;D、点燃的蜡烛变成蜡油,熔化要吸热,温度升高,故选A。

【总结升华】解决此题需要结合晶体的特点和液体沸腾特点进行分析解答,此类题目需要抓住关键点进行分析。

举一反三:【变式】国外研制出一种衣料,其纤维中添加了微胶囊,这种胶囊中所含的物质在常温下呈液态,在温度降低时会凝固。人们穿上用这种衣料做成的衣服,在气温降低时倍感温暖。其中的原因是 。

【答案】凝固放热

类型四、实验探究

4.用如图1所示装置探究萘熔化时温度的变化规律。请回答下列问题:

(1)将装有萘的试管放入水中加热,而不是用酒精灯直接对试管加热,这样做不但能使试管受热均匀,而且萘的温度上升速度较 (选填“快”或“慢”),便于及时记录各个时刻的温度。

(2)除图1所示实验器材外,还需要的实验器材有火柴和 。

(3)图2是萘熔化时温度随时间变化的图象。从开始熔化到完全熔化,大约持续了 分钟。

沪科版九年级物理课本(暑假九年级沪科版物理)(9)

【答案】(1)慢;(2)秒表;(3)15

【解析】(1)将装有萘的试管放入水中加热,这是水浴法,采用水浴法,萘的温度变化比较均匀,并且变化比较慢,便于记录实验温度。(2)从图象知,记录的数据有温度和时间,测量温度需要温度计,测量时间需要秒表,所以实验器材还缺少秒表。(3)由图象知,萘在第10min到第25min时,不断吸收热量,温度保持不变,所以这段时间是萘的熔化过程,所以萘熔化经过了25min-10min=15min

【总结升华】题目考察了实验,探究晶体熔化的过程。晶体在熔化时,不断吸收热量,温度保持不变;通过实验中要记录的数据和要得到这些数据,直接或间接的记忆实验器材,而不是死记硬背。

举一反三:【变式】(2014•朝阳区二模)在探究海波和石蜡熔化规律时,小娜记录的实验数据如下表所示。请根据表中的实验数据解答下列问题。

时间/min

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

海波的温度/℃

40

42

44

46

48

48

48

48

48

48

50

53

56

石蜡的温度/℃

40

41

42

44

46

47

48

49

51

52

54

56

59

(1)在海波和石蜡这两种物质中,属于晶体的是   ;

(2)该晶体的熔点是   ℃;

(3)当该晶体的温度为53℃时,它处于   态。(选填“固”或“液”)

【答案】(1)海波;(2)48;(3)液

,